Номер 2, страница 48 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Шабусов

2. Механическая работа...

а) всегда положительная;

б) всегда отрицательная;

в) всегда равна нулю;

г) всегда не отрицательная;

д) может быть положительной, отрицательной или равной нулю.

Решение

Механическая работа $\text{A}$ является физической величиной, характеризующей процесс перемещения тела под действием силы. Она определяется формулой, которая является скалярным произведением вектора силы $\vec{F}$ на вектор перемещения $\vec{s}$ точки ее приложения: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\text{F}$ — это модуль силы, $\text{s}$ — это модуль перемещения, а $\alpha$ — это угол между направлением действия силы и направлением перемещения.

Знак работы напрямую зависит от величины угла $\alpha$:

1. Работа положительна ($A > 0$), если угол $\alpha$ острый, то есть $0^\circ \le \alpha < 90^\circ$. В этом случае $\cos(\alpha) > 0$. Это означает, что проекция силы на направление движения сонаправлена с перемещением. Например, когда мы толкаем санки вперед, сила наших рук совершает положительную работу.

2. Работа отрицательна ($A < 0$), если угол $\alpha$ тупой, то есть $90^\circ < \alpha \le 180^\circ$. В этом случае $\cos(\alpha) < 0$. Это означает, что проекция силы на направление движения направлена противоположно перемещению. Классическим примером является работа силы трения, которая всегда направлена против движения ($\alpha = 180^\circ$), поэтому ее работа всегда отрицательна.

3. Работа равна нулю ($A = 0$), если выполняется одно из следующих условий:
- Сила перпендикулярна перемещению, то есть $\alpha = 90^\circ$. В этом случае $\cos(90^\circ) = 0$. Например, сила тяжести не совершает работы, когда тело движется по горизонтальной поверхности.
- Перемещение равно нулю ($s = 0$). Если на тело действует сила, но оно не движется, работа не совершается.
- Сила равна нулю ($F = 0$).

Таким образом, механическая работа может быть положительной, отрицательной или равной нулю в зависимости от взаимного направления векторов силы и перемещения.

Проанализируем предложенные варианты:

а) всегда положительная; – Неверно.

б) всегда отрицательная; – Неверно.

в) всегда равна нулю; – Неверно.

г) всегда не отрицательная; – Неверно, так как работа может быть отрицательной.

д) может быть положительной, отрицательной или равной нулю. – Верно.

Ответ: д).